把一组数据放在一起，
也看清它的边界。

如果要保存 4 次采样，写 4 个独立变量可以做到，但采样数量变多后，逐个命名和处理会越来越麻烦。数组让同类型数据按顺序组成一组，我们再用下标找到其中一个元素。

• 声明、初始化数组，并准确写出第一个和最后一个元素的下标。
• 用数组长度控制循环；解释访问越界为什么不能靠“试试看”。
• 区分字符、字符数组和以 '\0' 结束的字符串。
• 说明数组传给函数后如何配合长度使用，并用安全边界验证结果。

在工作目录中创建 lesson07.c。先计算四个数的总和和平均值，再输入程序。

#include <stdio.h>
#include <stddef.h>
#include <string.h>

int main(void)
{
    int samples[] = {18, 21, 24, 20};
    size_t count = sizeof samples / sizeof samples[0];
    int total = 0;
    char label[] = "TEMP";

    for (size_t i = 0; i < count; i++) {
        total += samples[i];
        printf("sample[%zu]=%d\n", i, samples[i]);
    }

    printf("count=%zu, sum=%d, mean=%.2f\n",
           count, total, (double)total / (double)count);
    printf("label=%s, characters=%zu, storage=%zu\n",
           label, strlen(label), sizeof label);
    return 0;
}

gcc -std=c11 -Wall -Wextra lesson07.c -o lesson07.exe
./lesson07.exe

gcc -std=c11 -Wall -Wextra lesson07.c -o lesson07
./lesson07

请在保存源文件的目录执行。以下输出中的 storage=5 来自这个只包含 4 个基本英文字符的特定字符数组和末尾终止符。

sample[0]=18
sample[1]=21
sample[2]=24
sample[3]=20
count=4, sum=83, mean=20.75
label=TEMP, characters=4, storage=5

int samples[] = {18, 21, 24, 20}; 定义一个含 4 个 int 元素的数组。编译器由初始化列表确定长度；元素按下标依次对应：

长度为 4 的数组，可访问的下标是 0 到 3；最后一个元素使用 长度 - 1。数组中每个元素都可以作为同类型变量使用，例如 samples[1] = 22; 改变第二个元素。

也可以显式写 int samples[4] = {18, 21, 24, 20};。若初始化列表比数组短，未列出的元素会被初始化为零；不要以此推断“未初始化的局部数组自动全是零”。

在例程中，samples 此时仍是实际数组对象。sizeof samples 得到整个数组的字节数；sizeof samples[0] 得到一个元素的字节数。前者除以后者，得到元素数量。此处使用 size_t 存长度，用 %zu 输出。

size_t count = sizeof samples / sizeof samples[0];
for (size_t i = 0; i < count; i++) {
    /* 处理 samples[i] */
}

循环先检查 i < count，再读取元素。对长度 4 的数组，访问 0、1、2、3 后，i 变为 4，条件为假，循环结束。不要写成 i <= count，否则最后一次会访问不存在的第五个元素。

samples[4] 不是数组的第五项：这个数组只有四个元素。对它读取或写入会产生未定义行为，可能出现错误结果、崩溃或看似正常的输出，不能通过一次运行判断代码安全。不要运行越界示例。

先写清长度，再检查每一次下标：从 0 开始，循环条件使用 i < count。把长度传给函数时，调用者必须保证长度没有超过真实数组中的元素数量；函数不能仅靠指针自动知道缓冲区有多大。

本例的固定采样值相加不会超出 int。换成更多数据或更大数值时，还要检查求和是否超出类型范围；有符号整数溢出同样不能忽略。

'A' 是字符常量，"TEMP" 是字符串字面量。C 中约定以值为零的字符 '\0' 标记字符串结束。char label[] = "TEMP"; 创建可修改的字符数组，内容可以想成：

下标       0     1     2     3     4
label    'T'   'E'   'M'   'P'  '\0'

最后的 '\0' 不显示成普通字母，却占一个 char 元素。printf("%s", label) 会按字符串读取直到遇到终止符，因此传给 %s 的数据必须在有效数组范围内有终止符。'\0' 与字符 '0' 不同，前者的值为零，后者表示数字字符。

label 是由字符串字面量初始化的独立字符数组，可以改写其中合法的元素，例如 label[0] = 't';。不要尝试修改字符串字面量本身；本课也不让用户输入任意长度的字符串。

strlen(label) 从第一个字符数到终止符之前，得到 4；需要包含 <string.h>。sizeof label 得到整个数组占用的字节数，当前例子是 5：4 个字符加 1 个终止符。前者不计终止符，后者涵盖数组全部存储空间。

如果声明 char label[10] = "TEMP";，字符串长度仍为 4，而数组有 10 个 char 元素。容量足够时才能写入内容并保留终止符。char word[4] = "TEMP"; 在 C 中可定义，但其四个元素没有末尾的 '\0'；不能把它直接交给要求字符串的 %s 或 strlen。这是判断题，不要运行错误调用。

在大多数表达式中，数组会转换为指向首元素的指针；当数组作为函数实参传递时，函数接收到的是地址信息。参数写成 const int values[] 时，函数参数实际按指针处理，原数组的长度不会自动一同传入。const 表示这个函数不通过 values 修改元素。

int sum_samples(const int values[], size_t length)
{
    int sum = 0;
    for (size_t i = 0; i < length; i++) {
        sum += values[i];
    }
    return sum;
}

调用时可在数组定义所在作用域计算数量：sum_samples(samples, count)。约定传入的 values 要指向至少 length 个可读取的 int，并保证和不会溢出。length 为 0 时循环不会访问元素。完整指针、地址和生命周期会在后续课程继续讲；这里先理解“地址告诉函数从哪里读，长度告诉函数允许读多少”。

1. 独立运行本课程序，说明四个下标及总和 83 的来源。
2. 不查看答案，解释 i < count 为什么不会访问第 5 个元素。
3. 画出 "TEMP" 的四个字符和终止符，解释 4 与 5。
4. 说明函数为什么需要数组地址和正确长度。

• GNU C 手册 · 数组作为参数 ↗函数参数与指针的关系
• GNU C 手册 · 字符串常量 ↗字符与终止符
• GNU C Library · 字符串长度 ↗strlen 的作用和前提